Koorumin tunnistusinhibiittoreita: Edistää Crispr-immuunijärjestelmään perustuvan Pseudomonas aeruginosan faasiresistenssin kehittymistä

Mikrobilääkeresistenssi on tärkeä ongelma kliinisessä hoidossa, ja Pseudomonas aeruginosa on mahdollinen faasivirusinfektion kohde leikkauksen jälkeen. Laboratoriotutkimuksissa on havaittu, että Pseudomonas aeruginosa käyttää CRISPR-Cas-adaptiivisia immuunijärjestelmän geenejä immuunimuistin tuottamiseen bakteriofageille ja muille lois-DNA: lle, kehittyvät nopeasti monimutkaisessa luonnollisessa ympäristössä ja kehittävät bakteriofaasiresistenssiä, mikä rajoittaa faage-hoidon käyttöä. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että Quorum Sensing (QS) -järjestelmä säätelee Pseudomonas aeruginosan CRISPR-Cas-immuunijärjestelmän ilmentymistä. Pseudomonas aeruginosan QS-järjestelmä koostuu LasIRista ja RhlIR: stä, jotka voivat säädellä fysiologisten toimintojen, kuten CRISPR-Cas-immuunijärjestelmän, virulenssin ja biofilmin, ilmentymää. LasIR säätelee 3-okso-C12-homoseriinilaktonin (3OC12-HSL) signaalimolekyylin ilmentymistä, RhlIR säätelee C4-homoseriinilaktonin (C4-HSL) ilmentymää signaalimolekyyliä. Siksi tutkijat spekuloivat, että lääketieteellisten koorumin aistijoiden (koorumin aistijat, QSI) käyttö voi rajoittaa Pseudomonas aeruginosan kehitystä CRISPR-immuuni locin perusteella ja soveltaa niitä kliiniseen tutkimukseen.

Tässä tutkimuksessa tutkijat käyttivät Baicaleinia QSI: nä tutkiakseen sen vaikutusta Pseudomonas aeruginosa CRISPR - pohjaiseen faasiresistenssiin (DMS3vir). Samalla rakennettiin Pseudomonas aeruginosan QS-geenimutanttikanta niin, että mutanttikanta ei voinut tuottaa 3OC12-HSL: ää ja C4-HSL: ää. Täydentämällä 3OC12- HSL: ää ja C4- HSL: ää analysoitiin Crispr- Cas- immuunijärjestelmään perustuvan Pseudomonas aeruginosan faage- resistenssin kehittymistä. Mekanismi Pseudomonas aeruginosan faagin adsorptio- ja puhdistumaominaisuuksien tutkimiseksi. Lisäksi faageherkkiä bakteereja (CRISPR-KO) ja faasia kestäviä bakteereja (CRISPR- KO- pintamutantteja) käytettiin kontrollina tutkimaan Pseudomonas aeruginosan kyvyn muutoksia kilpailla faagin kanssa QS- järjestelmän tukkeututtua.

Kontrolliryhmässä Pseudomonas aeruginosan villityyppinen faasiresistenssi pieneni faasitiheyden kasvaessa. Toisin kuin odotettu tulos, jonka mukaan QSI vähentäisi Pseudomonas aeruginosa - resistenssiä, pseudomonas aeruginosan resistenssi faasialle kasvoi, kun siihen lisättiin 100 μM baicaleinia. Kun faageherkät bakteerit tarttuvat 104pfu- tai 107pfu-faasiin, niiden vastustuskyky kasvaa merkittävästi. Lisäksi tutkimustulokset osoittavat, että kun Pseudomonas aeruginosan QS-järjestelmä on estynyt, faagin on vaikea tartuttaa isäntää. Kun QS- järjestelmä estyi, Pseudomonas aeruginosan suhteellinen kunto 106 pfu- faagin ympäristössä lisääntyi merkittävästi. Tässä tutkimuksessa QSI vaikutti tyypin IV fimbriae-bakteerin ilmentymään, mikä johti bakteeriviljelmän viivästyneeseen lyysiin, vähensi faagin adsorptiota ja helpotti faasiresistenssin kehittymistä bakteerien CRISPR-immuunijärjestelmässä. Siksi QSI vähentää tarttuvan pili-tyyppisen faaasin erityistä terapeuttista vaikutusta Pseudomonas aeruginosaan.